PL243149B1

PL243149B1 - Device and method for forming of a shaft stage

Info

Publication number: PL243149B1
Application number: PL430158A
Authority: PL
Inventors: Grzegorz Winiarski; Andrzej Gontarz
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2019-06-06
Filing date: 2019-06-06
Publication date: 2023-07-10
Also published as: PL430158A1

Abstract

Urządzenie do kształtowania stopnia wału posiadające matrycę dolną (1) w kształcie pierścienia, w której od dołu znajduje się wyrzutnik oraz matrycę górną (3) w kształcie pierścienia, w której od góry znajduje się stempel (4) ułożone w jednej osi urządzenia charakteryzuje się tym, że pomiędzy matrycą dolną (1) a matrycą górną (3) znajduje się przestrzeń, w której na obwodzie znajdują się co najmniej dwie rolki (5a, 5b, 5c), z których każda osadzona jest na wale (6a, 6c), o osi obrotu równoległej do osi urządzenia oraz dolny koniec wału (6a, 6c) osadzony jest obrotowo w napędzanym jarzmie (9). Sposób kształtowania stopnia wału poprzez ściskanie wsadu w postaci walca (11a) w matrycy dolnej (1) i matrycy górnej (3), w którym wsad w postaci walca (11a) wprowadza się do otworu znajdującego się w matrycy dolnej (1) opierając go o wyrzutnik i wprowadza się do otworu znajdującego się w matrycy górnej (3) dociskając stemplem (4) polega na tym, że pomiędzy matrycą dolną (1) i matrycą górną (3) pozostawia się przestrzeń po czym naciska się stemplem (4) na wsad w postaci walca (11a) i wprowadza się rolki (5a, 5b, 5c) znajdujące się w przestrzeni w ruch obiegowy wokół osi urządzenia i ruch obrotowy wokół osi wału w jednym kierunku.A device for shaping the step of the shaft, having a ring-shaped lower die (1) with an ejector at the bottom and a ring-shaped upper die (3) with a punch (4) arranged in one axis of the device. that between the lower die (1) and the upper die (3) there is a space in which at least two rollers (5a, 5b, 5c) are located around the circumference, each of which is mounted on a shaft (6a, 6c), with axis of rotation parallel to the axis of the device and the lower end of the shaft (6a, 6c) is rotatably mounted in the driven yoke (9). The method of shaping the step of the shaft by squeezing the charge in the form of a cylinder (11a) in the lower die (1) and the upper die (3), in which the charge in the form of a cylinder (11a) is introduced into the hole in the lower die (1) leaning it against the ejector and is inserted into the hole in the upper die (3) by pressing it with a punch (4) consists in leaving a space between the lower die (1) and the upper die (3) and then pressing the punch (4) onto the batch in in the form of a cylinder (11a) and the rollers (5a, 5b, 5c) located in space are introduced into a circular motion around the axis of the device and a rotational motion around the axis of the shaft in one direction.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do kształtowania stopnia wału z zastosowaniem narzędzi wykonujących ruch obiegowy.The subject of the invention is a device for shaping the step of the shaft with the use of tools performing a circular motion.

Dotychczas znane i stosowane są metody wytwarzania wałów stopniowanych. Do najczęściej spotykanych zalicza się kucie matrycowe oraz walcowanie wzdłużne i poprzeczne. Szczegółowo procesy walcowania poprzecznego i poprzeczno-klinowego odkuwek stopniowanych wałków opisano w literaturze autorstwa Pater Z. „Walcowanie poprzeczno-klinowe”, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2009 r. Przedstawione w książce metody kształtowania odkuwek bazują na procesach walcowania poprzeczno-klinowego, w których wykorzystuje się narzędzia w kształcie płaskich klinów lub walców na obwodzie, których umieszczone są klinowe powierzchnie robocze. W procesie walcowania wzajemnie przemieszczające się narzędzia wciskają się we wsad i wprawiają go w ruch obrotowy, kształtując kolejne stopnie na odkuwce.So far, methods of manufacturing stepped shafts are known and used. The most common are drop forging and longitudinal and transverse rolling. The processes of transverse and transverse-wedge rolling of stepped shaft forgings are described in detail in the literature by Pater Z. "Cross-wedge rolling", Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2009. The methods of shaping forgings presented in the book are based on the processes of transverse-wedge rolling, in which the tools in the shape of flat wedges or cylinders on the periphery, with wedge-shaped working surfaces. In the rolling process, mutually moving tools press into the billet and set it in rotation, shaping successive steps on the forging.

Znane są również sposoby walcowania wzdłużnego oraz skośnego odkuwek stopniowanych wałków, które opisano w książce autorstwa Lisowski J. pt. „Walcowanie kuźnicze”, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1974 r. Przedstawione w książce procesy walcowania wzdłużnego polegają na kształtowaniu odkuwek między dwoma obracającymi się w przeciwnych kierunkach walcami, na powierzchni, których wykonane są wykroje, które kształtem odpowiadają zarysowi walcowanej odkuwki. W trakcie procesu narzędzia cyklicznie formują na powierzchni odkuwki okresowo powtarzające się kształty. Cechą charakterystyczną walcowania wzdłużnego odkuwek jest realizacja procesu w kilku wykrojach, w których stopniowo redukuje się przekrój poprzeczny półfabrykatu. Stosowane są również procesy walcowania śrubowego odkuwek stopniowanych, w których półfabrykat w kształcie pręta o przekroju kołowym umieszcza się w wykroju, utworzonym przez klinowe występy umieszczone śrubowo na obwodzie walców. Pod wpływem obrotu walców półfabrykat wprawiany jest w ruch obrotowy i postępowy, a umieszczone na narzędziach występy kształtują poszczególne stopnie odkuwki.Methods of longitudinal and skew rolling of stepped roller forgings are also known, which are described in the book by Lisowski J. entitled "Walcowanie kuźnicze", Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warsaw 1974. The longitudinal rolling processes presented in the book consist in shaping forgings between two rollers rotating in opposite directions, on the surface of which there are cut-outs whose shape corresponds to the outline of the rolled forging. During the process, the tools cyclically form periodically repeating shapes on the surface of the forging. A characteristic feature of longitudinal rolling of forgings is the implementation of the process in several blanks, in which the cross-section of the semi-finished product is gradually reduced. There are also used processes of screw rolling of stepped forgings, in which a semi-finished product in the shape of a bar with a circular cross-section is placed in a blank formed by wedge protrusions arranged helically around the circumference of the rolls. Under the influence of the rotation of the rollers, the semi-finished product is set in rotational and forward motion, and the protrusions placed on the tools shape the individual stages of the forging.

Znana jest również technologia wytwarzania stopniowanych wałków metodą przepychania. Proces przepychania polega na wywieraniu nacisku na materiał umieszczony najczęściej w stożkowym narzędziu o mniejszym przekroju otworu, co powoduje przepchnięcie wsadu przez ten otwór skutkujące zmniejszeniem przekroju i jednoczesnym wydłużeniem kształtowanego materiału. Proces można prowadzić również przeciskając narzędzie przez wyrób. Własności wyrobów przepychanych na zimno są zróżnicowane na długości. Przepychanie realizuje się przeważnie w celu zmniejszenia średnicy tylko na pewnym odcinku (do wyrobów stopniowanych). Ta część materiału, która jest odkształcana podlega umocnieniu odkształceniowemu. Zatem część wyrobu o mniejszym przekroju ma lepsze własności mechaniczne niż część nieodkształcona. Do korzystnych cech wyrobów przepychanych na zimno należy zaliczyć dobrą jakość powierzchni, dużą dokładność wymiarową oraz małe naddatki na obróbkę mechaniczną. Wadą, która może się pojawić w procesie przepychania jest utrata prostoliniowości (wygięcie, skrzywienie) wyrobu. Proces przepychania analizowano m.in. w pracach: Srinivasan K., Venugopal P.: Adiabatic and friction heating on the open die extrusion of solid and hollow bodies, Journal of Materials Processing Technology, vol. 70, 1997, no. 1-3, pp. 170-177; Srinivasan K., Venugopal P.: Direct and inverted open die extrusion (ODE) of rods and tubes, Journal of Materials Processing Technology, vol. 153-154, 2004, pp. 765-770; Zhaohui H., Peifu F.: Solution to the bulging problem in the open-die cold extrusion of a spline shaft of relevant photoplastic theoretical study, Journal of Materials Processing Technology, vol. 114, 2001, no. 3, pp. 185-188.Also known is the technology of producing stepped rollers by pushing. The pushing process consists in exerting pressure on the material usually placed in a conical tool with a smaller cross-section of the hole, which causes the charge to be pushed through this hole, resulting in a reduction of the cross-section and simultaneous elongation of the shaped material. The process can also be carried out by pushing the tool through the product. The properties of cold-pushed products vary along the length. Pushing is usually performed in order to reduce the diameter only on a certain section (for stepped products). The part of the material that is deformed is strain hardened. Thus, the part of the product with a smaller cross-section has better mechanical properties than the non-deformed part. The advantageous features of cold-pushed products include good surface quality, high dimensional accuracy and small machining allowances. A defect that may occur in the pushing process is the loss of straightness (bent, curvature) of the product. The pushing process was analyzed e.g. in works: Srinivasan K., Venugopal P.: Adiabatic and friction heating on the open die extrusion of solid and hollow bodies, Journal of Materials Processing Technology, vol. 70, 1997, no. 1-3, pp. 170-177; Srinivasan K., Venugopal P.: Direct and inverted open die extrusion (ODE) of rods and tubes, Journal of Materials Processing Technology, vol. 153-154, 2004, pp. 765-770; Zhaohui H., Peifu F.: Solution to the bulging problem in the open-die cold extrusion of a spline shaft of relevant photoplastic theoretical study, Journal of Materials Processing Technology, vol. 114, 2001, no. 3, pp. 185-188.

Kolejną metodą umożliwiającą wytwarzanie stopniowanych wałów jest kucie w matrycach łupkowych. Przyrządy tego typu należą do grupy narzędzi dzielonych, gdzie matryce kuźnicze wykonuje się w postaci dwóch wkładek złożonych w trakcie kucia a rozkładanych w momencie wyjmowania odkuwki z matrycy. Konstrukcja tego typu narzędzi różni się od tradycyjnych konstrukcji matryc otwartych. Przyrządy takie buduje się jako składane i dokonuje ich zabudowy głównie na prasach śrubowych lub hydraulicznych wyposażonych w wyrzutnik w stole prasy. Matryce łupkowe należą do grupy narzędzi przeznaczonych do kucia zamkniętego, ponieważ płaszczyzna podziału matryc w tym przypadku przebiega tak, aby wykroje w czasie całego procesu kucia tworzyły przestrzeń zamkniętą. Jednym z zasadniczych elementów matrycy dzielonej są wkładki matrycowe tzw. „łupki”, które wykonuje się w postaci stożka przeciętego na dwie symetryczne połowy wzdłuż swojej osi wzdłużnej. Konstrukcja taka charakteryzuje się otrzymaniem dodatkowego podziału matrycy w płaszczyźnie pionowej. Dzięki temu po wypełnieniu wykroju możliwe jest wyjęcie z matrycy odkuwki bez pochyleń lub z ujemnymi pochyleniami kuźniczymi. Szczegółowe informacje na temat kucia w matrycach łupkowych przedstawiono w publikacji: Gontarz A.,Another method for producing stepped shafts is slate forging. Devices of this type belong to the group of split tools, where forging dies are made in the form of two inserts folded during forging and unfolded when the forging is removed from the die. The design of this type of tools differs from traditional open die designs. Such devices are built as foldable and they are built mainly on screw or hydraulic presses equipped with an ejector in the press table. Slate dies belong to the group of tools intended for closed forging, because the plane of division of the dies in this case runs in such a way that the blanks during the entire forging process create a closed space. One of the essential elements of a split matrix are matrix inserts, the so-called "slates", which are made in the form of a cone cut into two symmetrical halves along its longitudinal axis. This construction is characterized by obtaining an additional division of the die in the vertical plane. Thanks to this, after filling the blank, it is possible to remove the forging without inclinations or with negative forging inclinations from the die. Detailed information on shale matrix forging is presented in the publication: Gontarz A.,

Myszak R.: Forming of external steps of shafts in three slide forging press, Archives of Metallurgy and Materials 55, 2010, 689-694 lub w książce: Gontarz A.: Efektywne procesy kształtowania w trójsuwakowej prasie kuźniczej, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2005.Myszak R.: Forming of external steps of shafts in three slide forging press, Archives of Metallurgy and Materials 55, 2010, 689-694 or in the book: Gontarz A.: Effective shaping processes in a three-slide forging press, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2005 .

Kształtowanie wałów stopniowanych możliwe jest również metodą spęczania na stożki przejściowe. Informacje dotyczące procesu można odnaleźć np. w książce: Wasiunyk P.: Kucie na kuźniarkach, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1973 czy też w publikacji: Gokler M.I., Darendeliler H., Elmaskaya N.: Analysis of tapered preforms in cold upsetting, International Journal of Machine Tools & Manufacture 39 ,1999, pp. 1-16.Shaping stepped shafts is also possible by upsetting into transition cones. Information on the process can be found, for example, in the book: Wasiunyk P.: Kucie na kuźniarki, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warsaw 1973 or in the publication: Gokler M.I., Darendeliler H., Elmaskaya N.: Analysis of tapered preforms in cold upsetting, International Journal of Machine Tools & Manufactures 39,1999, pp. 1-16.

Odkuwki wałów stopniowanych można kształtować także metodą wyciskania promieniowego. W procesie tym materiał płynie w kierunku prostopadłym do kierunku ruchu stempla. Wyciskanie stopnia wału może odbywać się w wykroju zamkniętym bądź otwartym. Przykłady realizacji takich procesów przedstawiono m.in. w publikacjach: Balendra R., Qin Y.: Injection forging: engineering and research. Journal of Materials Processing Technology, 2004, vol. 145, s. 189-206; Du Ko B., Joon Kim D., Hyung Lee S., Bok Hwang B.: The influence of die geometry on the radial extrusion processes. Journal of Materials Processing Technology, 2001, vol. 113, s. 109-114; Qin Y., Balendra R.: Optimisation of the lubrication for the extrusion of solid and tubular components by injection forging. Journal of Materials Processing Technology, 2003, vol. 135, s. 219-227, z których rysunki przedstawiono w stanie techniki.Stepped shaft forgings can also be formed by radial extrusion. In this process, the material flows in a direction perpendicular to the direction of movement of the punch. Extrusion of the shaft step can take place in a closed or open cut. Examples of the implementation of such processes are presented, among others, in in publications: Balendra R., Qin Y.: Injection forging: engineering and research. Journal of Materials Processing Technology, 2004, vol. 145, pp. 189-206; Du Ko B., Joon Kim D., Hyung Lee S., Bok Hwang B.: The influence of die geometry on the radial extrusion processes. Journal of Materials Processing Technology, 2001, vol. 113, pp. 109-114; Qin Y., Balendra R.: Optimization of the lubrication for the extrusion of solid and tubular components by injection forging. Journal of Materials Processing Technology, 2003, vol. 135, pp. 219-227, the drawings of which are presented in the art.

Dotychczasowe rozwiązania umożliwiające kształtowanie wałów stopniowanych bazują głównie na procesach walcowania lub kucia w wykrojach zamkniętych lub otwartych. Brak jest rozwiązań, w których proces kucia połączony jest z procesem walcowania, co jest przedmiotem zgłoszenia patentowego.The existing solutions enabling the shaping of stepped shafts are mainly based on rolling or forging processes in closed or open sections. There are no solutions in which the forging process is combined with the rolling process, which is the subject of a patent application.

Istotą urządzenia do kształtowania stopnia wału posiadające matrycę dolną w kształcie pierścienia, w której od dołu znajduje się wyrzutnik oraz matrycę górną w kształcie pierścienia, w której od góry znajduje się stempel ułożone w jednej osi urządzenia znamienne tym, że pomiędzy matrycą dolną a matrycą górną znajduje się przestrzeń, w której na obwodzie znajdują się co najmniej dwie rolki, z których każda osadzona jest na wale, o osi obrotu równoległej do osi urządzenia oraz dolny koniec wału osadzony jest obrotowo w napędzanym jarzmie.The essence of the device for shaping the step of the shaft, having a lower ring-shaped die, in which there is an ejector from the bottom, and an upper ring-shaped die, in which there is a punch from the top, arranged in one axis of the device, characterized in that between the lower die and the upper die there is there is a space in which there are at least two rollers around the circumference, each of which is mounted on a shaft, with the axis of rotation parallel to the axis of the device, and the lower end of the shaft is rotatably mounted in a driven yoke.

Korzystnie na wale osadzone jest pierwsze koło zębate, które zazębione jest z uzębieniem znajdującym się na zewnętrznej powierzchni walcowej matrycy dolnej. Alternatywnie wał połączony jest zwałem silnika.Preferably, a first toothed wheel is mounted on the shaft, which meshes with the toothing located on the outer surface of the cylindrical lower die. Alternatively, the shaft is connected to the motor shaft.

W odmianie wykonania rolka na swojej zewnętrznej walcowej powierzchni posiada stopnie.In a variant embodiment, the roller has steps on its outer cylindrical surface.

Możliwe jest aby na zewnętrznej powierzchni walcowej rolki znajduje się wykrój kształtowy lub występ kształtowy.It is possible to have a shaped blank or shaped protrusion on the outer surface of the cylindrical roll.

Opcjonalnie na czołowej powierzchni wyrzutnika od strony wsadu w postaci walca znajduje się występ lub znajduje się wykrój.Optionally, on the front surface of the ejector from the cylinder charge side there is a protrusion or a cut-out.

Na czołowej powierzchni stempla od strony wsadu w postaci walca może znajdować się występ lub może znajdować się wykrój.The roll-side face of the punch may have a protrusion or a blank.

Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest to, że umożliwia kształtowanie stopnia wału metodą, w której narzędzia (rolki) wykonują ruch obiegowy. Dzięki temu rolki współtworzące wykrój mają kontakt z materiałem odkształcanym na małej i zmiennej powierzchni co powoduje, że siła kształtowania przyłożona do stempla jest mniejsza niż w przypadku kształtowania w wykroju zamkniętym. Dzięki temu uzyskuje się lepsze wypełnienie wykroju i zwiększa się trwałość narzędzi.The advantageous effect of the application of the invention is that it enables the shaping of the shaft step by the method in which the tools (rollers) perform a circular motion. Thanks to this, the rollers forming the pattern are in contact with the deformed material on a small and variable surface, which means that the shaping force applied to the punch is lower than in the case of shaping in a closed hollow. As a result, a better filling of the pattern is obtained and the durability of the tools is increased.

Wynalazek w przykładzie wykonania został przedstawiony na rysunku, na którym:The invention in an embodiment is shown in the drawing, in which:

fig. 1a przedstawia urządzenie w widoku perspektywicznym w pierwszym przykładzie wykonania, fig. 1b - urządzenie w widoku perspektywicznym w drugim przykładzie wykonania, fig. 2 - urządzenie w widoku z góry w pierwszym przykładzie wykonania, fig. 3 - urządzenie w przekroju wzdłuż linii A1-A1 w początkowej fazie procesu w pierwszym przykładzie wykonania, fig. 4 - urządzenie w przekroju wzdłuż linii A2-A2 w końcowej fazie procesu, w pierwszym przykładzie wykonania, fig. 5 - widok perspektywiczny rolki w przykładzie wykonania, fig. 6a - widok perspektywiczny wyrzutnika, w pierwszym przykładzie wykonania, fig. 6b - widok perspektywiczny wyrzutnika w drugim przykładzie wykonania, fig. 6c - widok perspektywiczny wyrzutnika w trzecim przykładzie wykonania, fig. 7a - widok perspektywiczny stempla w pierwszym przykładzie wykonania, fig. 7b - widok perspektywiczny stempla w drugim przykładzie wykonania, fig. 7c - widok perspektywiczny stempla w trzecim przykładzie wykonania, fig. 8a - widok perspektywiczny wsadu w postaci walca, fig. 8b - widok perspektywiczny wału po procesie kształtowania.Fig. 1a shows the device in a perspective view in the first embodiment, Fig. 1b - the device in a perspective view in the second embodiment, Fig. 2 - the device in a top view in the first embodiment, Fig. 3 - the device in section along the line A1 -A1 in the initial stage of the process in the first embodiment, Fig. 4 - the device in section along the line A2-A2 in the final stage of the process in the first embodiment, Fig. 5 - Perspective view of the roller in the embodiment Fig. 6a - Perspective view ejector in the first embodiment, Fig. 6b - perspective view of the ejector in the second embodiment, Fig. 6c - perspective view of the ejector in the third embodiment, Fig. 7a - perspective view of the punch in the first embodiment, Fig. 7b - perspective view of the punch in the second embodiment, Fig. 7c - perspective view of the punch in the third embodiment, Fig. 8a - Perspective view of the stock in the form of a cylinder, Fig. 8b - Perspective view of the shaft after the shaping process.

Urządzenie do kształtowania stopnia wału w pierwszym przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 1 a, 2, 3, 4 składa się z matrycy dolnej 1, wyrzutnika 2, matrycy górnej 3, stempla 4, rolek 5a, 5b, 5c, wałów 6a, 6b, 6c, kół zębatych 7a, 7b, 7c, uzębienia matrycy dolnej 8, jarzma 9. Pomiędzy matrycą dolną 1 a matrycą górną 3 znajduje się przestrzeń, w której na obwodzie znajdują się trzy rolki 5a, 5b, 5c, rozmieszczone co kąt 120° wokół osi urządzenia X. Każda rolka 5a, 5b, 5c osadzona jest na wale 6a, 6b, 6c, o osi obrotu Y równoległej do osi urządzenia X. Na każdym z wałów 6a, 6b, 6c osadzone jest pierwsze koło zębate 7a, 7b, 7c, które zazębione jest z uzębieniem 8 znajdującym się na zewnętrznej powierzchni walcowej matrycy dolnej 1. Każdy dolny koniec wału 6a, 6b, 6c osadzony jest obrotowo w otworze znajdującym się w napędzanym jarzmie 9.The device for shaping the step of the shaft in the first embodiment shown in Figs. 1a, 2, 3, 4 consists of a lower die 1, an ejector 2, an upper die 3, a punch 4, rollers 5a, 5b, 5c, shafts 6a, 6b, 6c, gear wheels 7a, 7b, 7c, toothing of the lower die 8, yokes 9. Between the lower die 1 and the upper die 3 there is a space in which there are three rollers 5a, 5b, 5c on the periphery, arranged at an angle of 120° around each of the rollers 5a, 5b, 5c is mounted on a shaft 6a, 6b, 6c, with the axis of rotation Y parallel to the axis of the device X. On each of the shafts 6a, 6b, 6c a first gear wheel 7a, 7b, 7c is mounted , which meshes with toothing 8 located on the outer surface of the cylindrical lower die 1. Each lower end of the shaft 6a, 6b, 6c is rotatably mounted in a hole located in the driven yoke 9.

Urządzenie do kształtowania stopnia wału w drugim przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 1b posiada budowę analogiczną jak w pierwszym przykładzie wykonania z tym, że nie posiada kół zębatych osadzonych na wale 6a, 6b, 6c i uzębienia 8 znajdującego się na zewnętrznej powierzchni walcowej matrycy dolnej 1 ale posiada zamocowane do górnego końca każdego z wałów 6a, 6b, 6c silniki 10a, 10b, 10c.The device for shaping the step of the shaft in the second embodiment shown in Fig. 1b has a construction analogous to that in the first embodiment, except that it does not have gears mounted on the shaft 6a, 6b, 6c and toothing 8 located on the outer surface of the cylindrical bottom die 1 but has motors 10a, 10b, 10c attached to the upper end of each of the shafts 6a, 6b, 6c.

Sposób kształtowania stopnia wału w przykładzie realizacji został przeprowadzony z wykorzystaniem urządzenia omówionego w pierwszym przykładzie wykonania i polegał on na tym, że wsad ze stali 42CrMo4 według normy PN-EN 10083-1 + A1:1999 + Ap 1: 2003 w postaci walca 11a wprowadzono do otworu znajdującego się w matrycy dolnej 1 opierając go o wyrzutnik 2 i wprowadzono do otworu znajdującego się w matrycy górnej 3 dociskając stemplem 4. Pomiędzy matrycą dolną 1 i matrycą górną 3 pozostawiono przestrzeń. Następnie naciskano stemplem 4 na wsad w postaci walca 11a w celu spęczenia. Wprowadzono również rolki 5a, 5b, 5c znajdujące się w przestrzeni w ruch obiegowy wokół osi urządzenia X i ruch obrotowy wokół osi obrotu Y w jednym kierunku. Ruch rolek 5a, 5b, 5c jest skutkiem obrotu jarzma 9 i zazębienia kół zębatych 7a, 7b, 7c, osadzonych wspólnie na wale 6a, 6b, 6c z rolkami 5a, 5b, 5c, z uzębieniem 8 matrycy dolnej 1.The method of shaping the shaft step in the embodiment was carried out using the device discussed in the first embodiment and consisted in the fact that the charge made of 42CrMo4 steel according to PN-EN 10083-1 + A1: 1999 + Ap 1: 2003 in the form of a cylinder 11a was introduced into the hole in the lower die 1, leaning it against the ejector 2 and inserted into the hole in the upper die 3, pressing it with a punch 4. A space was left between the lower die 1 and the upper die 3. Then, the punch 4 was pressed against the stock in the form of a cylinder 11a for upsetting. The rollers 5a, 5b, 5c located in space were also introduced into a circular motion around the axis of the device X and a rotational motion around the axis of rotation Y in one direction. The movement of the rollers 5a, 5b, 5c is the result of the rotation of the yoke 9 and the engagement of the gears 7a, 7b, 7c, mounted jointly on the shaft 6a, 6b, 6c with the rollers 5a, 5b, 5c, with the toothing 8 of the lower die 1.

W skutek tego nastąpiło spęczenie materiału w pustej przestrzeni i po zetknięciu się spęczanego materiału z powierzchnią rolek 5a, 5b, 5c na skutek ich ruchu obiegowego i obrotowego następowało kalibrowanie stopnia wału 11b.As a result, the material was upset in the hollow space and after the upset material came into contact with the surface of the rollers 5a, 5b, 5c due to their circulating and rotating motion, the shaft step 11b was calibrated.

Claims

1. A device for shaping the step of the shaft, having a bottom die (1) in the shape of a ring, in which there is an ejector (2) from the bottom, and an upper die (3) in the shape of a ring, in which there is a punch (4) from above, arranged in one axis of the device (X) characterized in that between the lower die (1) and the upper die (3) there is a space in which at least two rollers (5a, 5b, 5c) are located on the circumference, each of which is mounted on a shaft (6a, 6b, 6c), with the axis of rotation (Y) parallel to the axis of the device (X) and the lower end of the shaft (6a, 6b, 6c) is rotatably mounted in the driven yoke (9).

2. A device according to claim 1, characterized in that the shaft (6a, 6b, 6c) is fitted with the first toothed wheel (7a, 7b, 7c), which meshes with the toothing (8) located on the outer surface of the cylindrical bottom die (1).

3. The device according to claim 1, characterized in that the shaft (6a, 6c) is connected to the motor shaft (10a, 10c).

4. The device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the roller (5a, 5b, 5c) has steps on its outer cylindrical surface.

5. A device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that on the outer surface of the cylindrical roller (5c) there is a shaped blank (A).

6. The device according to claim 1 or 2 or 3, characterized in that a shaped protrusion (B) is provided on the outer surface of the cylindrical roller (5a).

7. The device according to claim 1 or 2 or 3, characterized in that on the front surface of the ejector (2) from the side of the charge in the form of a cylinder (11a) there is a protrusion (C).

8. The device according to claim 1 or 2 or 3, characterized in that on the front surface of the ejector (2) from the side of the charge in the form of a cylinder (11a) there is a cut-out (D).

PL 243149 B1

9. The device according to claim 1 or 2 or 3, characterized in that on the face of the punch (4) from the side of the input in the form of a cylinder (11a) there is a protrusion (E).

10. The device according to claim 1 or 2 or 3, characterized in that on the face of the punch (4) from the side of the charge in the form of a cylinder (11a) there is a cutout (F).